新时期农业机械导航技术发展分析

 　　摘 要：新时期的农业得到快速发展，农业生产总值逐年增长，机械导航技术的便捷与高效也应用到了农田机械化中，不仅节省了人工成本，节约大量工作时间，还为农田作业提高了效率，使农业生产更加精细、准确，机械导航技术在农业生产中有着广阔的发展空间。接下来本文就从农业机械导航技术的分类和农业借些导航所具备的关键技术两方面做新时期农业机械导航技术发展分析。

　　关键词：新时期;农业机械;导航技术;发展分析

　　《农业装备与车辆工程》月刊是中国农业机械工业协会会刊，是由中国农业机械工业协会、山东省农业机械科学研究所主办，中国农业机械学会、山东省汽车工程学会、山东理工大学、山东农业机械学会、山东省工程机械总公司、山东农业机械工业协会共同协办并支持的全国性科技期刊。

　　一、农业机械自主导航技术的分类

　　(一)卫星定位技术

　　卫星定位系统即为全球定位系统，简称GPS，是通过卫星对某物进行准确定位的技术。此技术是由美国科学家率先进行开发和研究，20世纪90年代就被广泛应用在农业机械上，其准确度高、操作简单、速度快、成本低等优点受到广泛好评。我国卫星定位系统发展较晚，直到20世纪90年代才略见端倪。后来将GPS系统与农业机械结合，实现了农业实际操作的准确性和实时性。机械通过摄像机和计算机模仿人的第一视角，然后识别出障碍物、杂草和路线，由此来判断目标的相对位置，并对路线进行调整。这种方式是通过卫星技术来定位目标物，利用实时差分技术来修正信号，提高定位准确度。卫星定位技术可以通过计算机操作，避免农业操作中的重复性，提高精确程度。根据不同土壤中富含或者缺少的成分，针对土壤性质以及作物生长中对各种元素、营养物质的需求程度，灵活控制施肥数量和次数，准确投放，减少浪费，降低生产成本。

　　比如在检测土壤的营养物质的hi否能够满足农作物当前的生长需求，可以通过系统实时定位、记录搭配GPS的农业机械运动的位置和所抽取土壤的范围，帮助后期技术人员进行对比分析。

　　(二)视觉导航技术

　　视觉导航技术就是用计算机实现了人眼的视觉功能，具备人眼的感知能力和认知能力，简单来说就是对周围环境进行光学处理，然后用摄像头进行图像采集，再反馈给信息处理系统，对所上传的图片进行处理、分析，最后将图片和实际位置情况进行结合，完成自主导航定位。由于视觉导航技术设备简单、成本低、性价比高、灵活性高，方便在农田里收集材料时对图像有直观、精确的呈现，收集到的信息广泛而准确，可以准确对田地中的杂草、障碍物等目标物进行准确定位，所以视觉导航技术在农业机械导航方面也有着广泛应用。

　　视觉导航技术在对虫害、杂草、肥料的检测上就有很大应用。比如农作物的成长发育和产量与肥料有很大的关系，当一些营养元素补充不充足或者不及时很容易导致农作物生长不好，产量减少，且有些农作物在缺少元素的初期和正常阶段没有太大差别，很难被察觉，而通过求取叶片含水率、含磷率、含氮率等多种微量元素的比例以及叶片颜色、亮度等指标，再通过计算机的准确处理和识别，就可以及时了解农作物的生长情况，从而达到对农作物的长势和作物营养信息的检测，帮助农作物正常生长。

　　二、农业机械导航技术分析

　　(一)环境感知技术

　　环境感知技术是一种在农业机械化生产过程中常见的技术手段，是通过在农业机械上安装的传感器对农作物周边环境进行感知和捕捉，在讲捕捉到的信息传送到系统中进行分析和处理，用提取到的有效信息构建周边环境模型，然后确定作业范围的技术手段。环境感知技术中常见的感知方法有：视觉传感、激光传感、微波传感、融合传感等，方便、快捷、可靠、准确、经济化是环境感知技术的主要优势。通过此项技术，可以为农业机械实现进一步的路径规划和行为命令，让所处的机械保持更高的效率，提高感知的准确度可以有效提升机械操作的精准度和自动化智能化程度。

　　环境感知技术在农业机械中也有广泛应用，比如在可以精确、快速感知作物生长环境信息，包括：土壤温度、光照强度、土壤湿度和土壤养分等信息，对农作物的生长状况进行实时监测。当农田中出现杂草时，感知器可以通过对植物的颜色、叶片形状、植物的高低等多种信息进行对比，调控自身作业规律，将符合杂草特征的植物除掉，从而达到高效、精准作业。

　　(二)智能控制技术

　　随着农业机械导航技术的广泛应用，智能控制技术也随之得到重视。智能控制技术是指在无须人类进行干预的情况下就能独立地驱动智能机器实现其目标的技术。由于我国农业还尚未全面实现自动化、智能化，因此生产效率低下，品质低，且人工劳动量大，而智能化控制的意义就是缩短农作物的生长周期，提高耕作效率，提高农作物的质量和产量，减少人力。

　　现在有很多常见的蔬菜都是从大棚中种植出来的，大棚中的农作物又受多种环境因素的影响，如空气湿度、温度、二氧化碳含量、光照强度和时间、土壤湿度等等。人工管理大棚参数，难免会出现差错，而采用智能控制技术可以有效见面这种问题。用计算机来控制影響农作物生产的各种环境因素，将一切因素调控到作物生长最优化，如光照时间最佳时长和强度，二氧化碳的适宜浓度。通过床干起对大棚内的各种环境因素进行采集，并受到系统的实时监测，再结合农业专家系统的数据，根据实时情况进行自动调节，以实现农业生产的智能化。

　　(三)地图构建技术

　　地图导航技术是通过机器人传感器获得空间模型，通过视觉传感、激光技术、红外线、雷达、声呐等方式对捕捉到的信息进行合理化处理，创造环境和模拟系统环境的技术能力。这种技术是通过对预设的数学模型，模拟出外界环境制作出相应的环境模型。这种技术帮助农业机械选择适合自己的导航模式，精确检测前方障碍，规避前行，帮助农业机械规划好行进路径，以更加精确化的完成任务。

　　三、农业机械导航技术未来的发展方向

　　农业机械导航技术是实现农业自动化、智能化的重要技术，在未来还将会不断提高农业机械的创新速度和质量。为了实现高效、准确的生产模式，就需要运用科学技术手段不断在有限的土地资源上进行高质量、高效率的种植，全面引进GPS定位系统，实行精确农业操作，准确投放，减少浪费;广泛采用机电液一体化与传感器检测技术设备，对实际环境进行实时监测，把控作物生长全过程;还有全面引进信息与计算机技术，实现与传统农业技术的融合，降低农业生产成本，提高农业生产效率和农民生产积极性。农业技术的多方完善和成熟，农业机械化、自由化、智能化的程度会越来越高。

　　四、结束语

　　近些年，随着科技的发展，我国的农业机械技术也正在朝着现代化、准确化、自动化、规模化的方向发展，在一个农机上可以综合卫星定位技术、视觉感知技术、智能控制技术等多种现代技术，不仅极大提高了农业机械的自动化和智能化程度，也够极大提高农田作业的耕作效率和作物产量，还减少了人工成本，节约肥料，也满足了各种农作物正常发育的需求。未来，农业机械导航技术还将会更进一步发展，突破传统限制，提高农作物产量，实现全面农业自动化，为农业发展提供更广阔的发展平台。

　　参考文献：

　　[1]崔志富.农业机械导航技术发展分析[J].农民致富之友，2018-01-01.

　　[2]罗为林.农业机械导航技术发展分析[J].时代农机，2017-01-01.

　　[3]谈元锋.农业机械导航技术发展分析[J].种子科技，2019-02-01.

《新时期农业机械导航技术发展分析》

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